核聚变反应的苛刻条件，很难对其进行有效地控制。五十年内实现的几率很低。核裂变通过分裂原子产生能量，但核聚变刚好相反。通过把较轻的原子核通常是氢原子结合在一起，核聚变产生的能量比核裂变高出数倍。核聚变在超高温和高压的条件下进行，本身维持这种反应就已经很困难，再加上逃逸电子可能会损坏甚至摧毁核聚变反应堆，从而使可控核聚变进一步复杂化。如果核聚变因故停止，将会导致核反应堆内的温度急剧下降。此时，仍然携带着来自等离子体的能量的逃逸电子突然加速到很高的速度，足以熔化、破坏反应堆壁，甚至摧毁核反应堆。
可控核聚变50年后会不会实现？
基本没戏，现在能量尽管可以做到净输出，但时间还是太短，就1分钟。要做到可以应用，最起码得以小时为单位吧。
一定会实现，大概30年左右的时间，按现在的进度，可以实现的
首先你要知道，基础科学已经停滞发展百年了。第一次是牛顿引发的科学浪潮，带领人类打开了通往科学的大门；第二次是爱因斯坦提出的广义相对论和狭义相对论，奠定了量子力学的基础，让人类文明前进了一大截。但是自从爱因斯坦之后，虽然人类的科学技术发展很快，但是基础科学并没有再一次的突破。
核聚变看似很简单，就是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚，原子核能自由运动，这时才可能使得原子核发生直接接触，这个时候，需要大约10万摄氏度的温度。第二步，为了克服库仑力，也就是同样带正电荷的原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，得到这个速度，最简单的方法就是——继续加温，使得布朗运动达到一个疯狂的水平，要使原子核达到这种运行状态，需要上亿摄氏度的温度。然后就简单了，氚的原子核和氘的原子核以极大的速度，赤裸裸地发生碰撞，产生了新的氦核和新的中子，释放出巨大的能量。经过一段时间，反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除，新的氚和氘的混合气被输入到反应体，核聚变就能持续下去，产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，大部分可以输出，作为能源来使用。看起来很简单是吧，只有一个问题，你把这个高达上亿摄氏度的反应体放在哪里呢？迄今为止，人类还没有造出任何能经受1万摄氏度的化学结构，更不要说上亿摄氏度了。这就是为什么一槌子买卖的氢弹已经制造了50年后，人类还没能有效的从核聚变中获取能量的唯一原因。
你想想就是这个实现的过程，需要用到多少人类还未掌握的物理和化学知识。我想，除非下一次的基础科学突破，要不然实现可控核聚变依然更难。50年，还是太短了。
这就要看需要发展和刺激，也许会提前，也许会延后。
首先你要知道，基础科学已经停滞发展百年了。第一次是牛顿引发的科学浪潮，带领人类打开了通往科学的大门；第二次是爱因斯坦提出的广义相对论和狭义相对论，奠定了量子力学的基础，让人类文明前进了一大截。但是自从爱因斯坦之后，虽然人类的科学技术发展很快，但是基础科学并没有再一次的突破。
核聚变看似很简单，就是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚，原子核能自由运动，这时才可能使得原子核发生直接接触，这个时候，需要大约10万摄氏度的温度。第二步，为了克服库仑力，也就是同样带正电荷的原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，得到这个速度，最简单的方法就是——继续加温，使得布朗运动达到一个疯狂的水平，要使原子核达到这种运行状态，需要上亿摄氏度的温度。然后就简单了，氚的原子核和氘的原子核以极大的速度，赤裸裸地发生碰撞，产生了新的氦核和新的中子，释放出巨大的能量。经过一段时间，反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除，新的氚和氘的混合气被输入到反应体，核聚变就能持续下去，产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，大部分可以输出，作为能源来使用。看起来很简单是吧，只有一个问题，你把这个高达上亿摄氏度的反应体放在哪里呢？迄今为止，人类还没有造出任何能经受1万摄氏度的化学结构，更不要说上亿摄氏度了。这就是为什么一槌子买卖的氢弹已经制造了50年后，人类还没能有效的从核聚变中获取能量的唯一原因。
你想想就是这个实现的过程，需要用到多少人类还未掌握的物理和化学知识。我想，除非下一次的基础科学突破，要不然实现可控核聚变依然更难。50年，还是太短了。
会实现
核聚变到底有多难？为什么中学生都能造，科学家却50年造不出？
10月9日，吉尼斯世界纪录网站发布了一个公告，来自美国田纳西州，现年15岁的杰克逊·奥斯瓦尔特，成为有史以来最年轻的，制造出核聚变反应堆的个人（制造出核聚变堆时离13岁还有几天，审核了2年）！
对于核聚变我们并不陌生，一直以来都听到核聚变的新闻，开始研究到现在都已经过去半个多世纪了，连几十个国家凑一起的国际热核聚变反应堆，从2007年10月开搞以来都过去十几年了，居然还没成功，被一个小学生完败，这是什么原因？
核聚变到底是什么原理，为什么它那么难搞？
核聚变说简单了就是太阳发光发热的原理，这个事情曾经连科学家都搞不明白，以前还以为太阳是烧煤的，但很显然用黑体辐射一算，这煤也不够烧那么久啊！最初解决这个问题的思路还是爱丁顿提出的，他认为太阳可能是轻核聚变中获得能量，尽管提出了具体的过程，但还有一个非常麻烦的问题无法解决！
因为科学家们通过光谱发现，太阳上最多的元素是氢，但氢有三种同位素，分别是氕氘氚，比例最高的是氕，几乎就100%，氘还是有一丢丢，而氚几乎就不存在，因此太阳内核正在产生的反应，必定是氕氕反应开始的！
但氕氕反应要吸收能量，而太阳的大小与质量不足以让氕氕反应，这让科学家尴尬了，但太阳就在那里！后来这个问题被伽莫夫解决了，因为量子隧穿效应让氕氕在不太满足的条件下仍然可以反应！从而解决了太阳发光最关键的第一步！
核聚变真就是太阳发光原理吗？
核聚变程序于1932年由澳洲科学家马克·奥利芬特发现的，1927年他在剑桥大学卡文迪许实验室工作期间用粒子加速器轰击氘核（D，重氢）产生氚（T，超重氢），成为世界上第一次核聚变实验！这里的两种物质，氘和氚很关键，它是未来氢弹和核聚变堆中最关键的燃料！
氕氕氢同为素中比例最高的，但它聚变要求极其变态，连太阳内部也是每十亿个质子相遇才有一个机会聚变成氘，然后在于氕氘聚变成氦三，但以人类的条件，连氕氘聚变也无法实现，只能退而求其次，搞氘氚聚变，这个相对容易一些！
氘氚核聚变
核聚变堆有什么要求？
原理我们搞明白了，那么核聚变堆怎么来实现呢？一般核聚变堆主要有两种路子，一个是前苏联在1968年搞出来的磁约束托卡马克结构形的核聚变装置，另一种则是激光点火的惯性约束核聚变装置，我们一一来简单介绍：
磁约束核聚变装置
将高温的等氘氚离子体（导电）在约束在磁场中，然后对这些高温等离子体持续加热，使其中的氘氚原子核发生聚变释放出巨大的热量，说起来非常轻巧，但实际操作难度极高，因为高温等离子体不听话，第二则是加热方式，对等离子体怎么加热？第三则是第一壁的材料！
被磁场约束的等离子体有数千万到上亿度的高温，在磁场中等离子体运动极其复杂，内部电流高达千万安培，扭曲模、磁岛以及磁面撕裂等问题非常严重，如果失控最好的结果是熄火，最坏甚至可能爆炸！而计算机根本难以预测，所以尽量保持得更久，可以将其加热到更高的聚变温度，就成了重中之重！
另外悬浮在空中如何加热？一般有欧姆加热和中性粒子流加热两种方式，前者会随着等离子温度升高效率下降，后者用库伦碰撞原理将能量传递给氘氚离子，还有则是波加热方式，都存在一些难以克服的问题。
还有就是氘氚核聚变时会产生中子，会让内壁防热传热材料变性，原理是原子核吸收多个中子后，会衰变，变成元素序号+1或者更高序号的元素，简单的说就是变成别的元素了，这材料还是耗材，经常得换，价格还很高。另外为了实现这些变态的条件，比如超导材料制造的线圈这些都比黄金还贵，所以玩核聚变堆，还不是一般人所能烧得起的！
超导线圈安装
另一种磁约束装置是仿星器，其不规则的磁场容易产生磁感应强度周期性振荡，这会导致它的约束性能下降，面临的问题和托卡马克不一样，但一样很难解决！
则是惯性约束核聚变装置
这个原理就更简单了，用极光轰击氘氚燃料小球，让其发生聚变反应！但问题是需要上百束激光，而且加热后效率迅速下降，难以保持聚变，另外还有这个燃料小球怎么快速更换？如何将这些能量引出来？惯性约束在搞的不多，不过它在作为星际航行发动机上有比磁约束更优秀的条件。
美国小学生搞的核聚变到底是原理，和ITER是同一路货色吗？
说了那么多废话，不就是为了说一个字“难”吗？为什么人家美国小学生都实现核聚变堆了，而全世界的科学家搞了都快半个多世纪了，连个屁都没放出来？
美国小学生的核聚变到底是什么鬼？
“我已经能够利用电来加速氘的两个原子，因此它们融合成3氦原子并释放出中子，该中子可用来加热水并打开蒸汽机，从而产生电能。 ”，来自田纳西州的孟菲斯市奥斯瓦尔特如是说。
奥斯瓦尔特展示吉尼斯证书
听上去非常高大上，确实也实现了核聚变，但充其量只能算是一种中子发生器！在上文中奥斯瓦尔特也说错了，核聚变并不是利用中子来烧水，中子很难利用，不过可以让锂变成氚，从而实现核聚变堆的自持氚燃料提供！
氚的制造
这种核聚变堆有一个学名，叫做“静电场约束型核聚变装置”，它的原理和磁约束托卡马克或者仿星器原理差的就远了，它的结构是一个真空状态的大球，四周是电极，中间的金属网格小球带有高压静电，氘粒子导入后会在静电场加速下发生碰撞，最后发生聚变反应！反应过程如下：
D + D → T + p (释放4.03MeV能量)
D + D → 3He + n (释放3.27MeV能量)
两种都可能发生，为什么不用（氘）D+T（氚），这个更容易！但其实氚很难获得，价格极高，不是一般人所能玩得起的，幸亏它可以让聚变中的中子轰击离产生，要不然聚变堆我们也玩不起！
那么D+D也就是氘氘反应也可以啊，为什么那么简单的聚变反应堆不制造，要去搞什么超高难度的托卡马克和仿星器或者惯性约束聚变呢？原因很简单，因为这种静电场约束型核聚变装置就是大玩具，它的Q值极差，也就是输入的能量和输出的能量别说1:1达不到，连1000:1都没有，作为发电站，总不能输入一千瓦时，输出只有一瓦时吧，这亏本生意谁做啊？
全世界顶尖科学家正在努力的ITER，Q值也仅仅值达到10，也就是输入1份能量，输出10份，看起来不错了吧，不过它并不能持续，而且这个比例距离商用还远得很！而在2030年即将建成的CFETR（中国）Q值能达到25以上！
核聚变路线图
但是距离商用还有很长的路要走，顺利的情况下大约在2050年可以建成PFPP的核聚变原型堆，看到本文的大部分应该还能活着看见哈！
静电场约束型核聚变装置
所以这就是个毫无用处的聚变装置，但也不能如此定义，一个小学生能独立完成如此实验，那动手能力绝对杠杠滴，当然我们也不相信都是他个人所为，拼爹还是必须的，但主要思想和实验主导由他完成也已经很了不起了！
我们恭喜他，但请勿盲目崇拜，毕竟这距离真正的核聚变还有一光年距离！
中国新一代“人造太阳”科研再获突破，实现控核聚变有何难度？
核聚变的难度还是在于材料上，目前我们没有核聚变那么高温度的容器，这才核聚变的难点。
什么是可控核聚变？
事实上，核聚变燃料是氢，不是很准确。没有错误。氢确实是宇宙中常见的化学物质。它是取之不尽、用之不竭的。同时，它也是核聚变所需的燃料。然而，核聚变燃料在每个人的认知中并不直接使用氢气。如果是这样的话，那就很简单了。请记住，地球上从不缺少大量的海水，其中可以转化出无数的氢。
核聚变燃料是三种放射性核素，每一种都是氘和氚。在这三种放射性核素中，氢的含量最丰富占99.98%，而氘的含量很小，在自然界中约为0.02%。然而，氚在自然界中很难长期存在，因为它有12.33年的药物半衰期。对于太阳来说，氘很容易达到聚变标准，但氘的含量很小，而且木星的质量已经达到了聚变标准，在太阳的褐矮星环节超过13MJ。因此，在太阳的主序星时期燃烧的东西也逐渐来自金属。然而，金属的聚变是非常困难的，远远不能探索人类现阶段的高科技。
可控核聚变的难度在哪里？
核聚变要实现几个关键环节，其中一个关键环节就是要实现数百万度的高温，并且必须有一个容器来容纳这种超高温。但在这个阶段，我们没有一个容器能承受数千万度以上的高温。目前最耐高温的原料是五碳化四钽，溶解点为4215℃，但没有几千万度的零。因此，专家们走的是另一条路，那就是氘和氚的聚变反应，但实现这一点实际上是困难的。它必须满足极高温和极高压的基本标准，但这一标准可以很容易地保证在恒星内部。但是人们很难达到这个标准。
为什么人类时至今日还无法开发出可控核聚变，它有何难点？
人类至今没有办法开发出可控核聚变的原因是现在只是假设阶段，以目前的科技水平无法研究出来真正的可控核聚变，加上科学家心里没底，更难。
常常可以从新闻上看到专家称可控核聚变实现应用还需要50年，这里说的是应用，而不是工程阶段，可控核聚变民用阶段是个伪命题，至少在真正的可控核聚变研发出来后才能做到真正的预测应用时间。
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首先核聚变的物理基础是等离子体物理，等离子体学科本身建立时间就不长，许多理论也是借着可控核聚变的需求才发展起来，因此到目前为止，整个等离子体物理方面的基础理论尚不完整，许多问题还有待探索。
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其次是可控核聚变从真正开始研究到现在也才60年的时间，在这60年的时间里，先驱科学家们一直致力于如何“约束”住高达几亿摄氏度的等离子体，因为要想发生核聚变反应，至少达到这么高的温度。可是当今最耐热的材料不到1万度也会熔化气化，在利用磁场和惯性来完好约束等离子体的道路上，我们已经整整花费了60年。
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在这个过程中等离子体物理学家们尝试了许多磁场形状，通过计算、模拟、实验多种手段来寻找更好的磁场形状和运行参数，到目前为止，以“托卡马克”为例，已经在高参数下稳定运行上百秒的时间，并且将等离子体的大多数不稳定性都抑制了。
真正的利用核聚变要到什么时候？其实很难说。目前石油、煤炭、天然气的储量，尤其是煤炭储量还很丰富，对于核聚变的要求主要来自于无碳能源的需求。但核裂变在增殖堆的反应能利用率随着研究，近年来开始不断增长，可能成为无碳能源重要的候选之一，也会对核聚变研究的投资产生一定影响。
还有如何安全可靠地把高能中子的能量变为热能发电的问题，如何安全廉价地处理被高能中子轰击失效后换下来的放射性辐射废料的问题，如何可靠经济地维持约束线圈超导状态的问题等等。对怎样解决这些问题，其实专家们肯定心里也是没谱的，于是这50年约定似乎于遥遥无期。
无论如何，这个可控核聚变的观点和假设已经提出来了，可能等到科技水平达到一定程度后，就可能会研究出真正的可控核聚变出来。
科学家用了几十年的时间都没有研究出受控核聚变，受控核聚变的技术难点到底在哪儿？
核聚变需要制造出，比太阳内部还高十倍的温度，技术难度可想而知；目前可控核聚变是可以实现的，只是还无法达到商用条件。氢元素发生核聚变，需要氢原子在原子核尺度上发生碰撞，温度和压力越高，原子核碰撞的概率也就越大，所以核聚变一般都需要非常高的温度。
太阳内部温度高达1500万度，压力高达3000亿个大气压，以人类目前的技术，根本无法制造如此高的压力；那么只能继续提高温度，来达到核聚变的条件，一般需要数亿度的温度，才能使氢原子发生聚变。要达到1亿度并不简单，氢弹爆炸的瞬间，中心温度可达2亿度，但这是不可控的，氢弹本身就是用原子弹引爆，原子弹又存在临界质量，所以要想实现可控核聚变只能另寻它路。
目前可控核聚变的实现，有两种方式：超强激光，利用超高功率的激光聚焦，得到超高温度，这个办法的难点就是对激光器要求非常高；目前人类实验室的强激光，使用一次后需要很长的时间间隔，才能产生第二次强激光，要实现连续的可控核聚变还行不通。托卡马克装置，目前最有希望实现可控核聚变的技术，就是采用托卡马克装置，利用超导体产生超强磁场，束缚装置内的高温等离子体，从而实现连续的可控核聚变。
目前科学家已经能在实验室，实现核聚变的能量输出，但是还无法用于商用，预计未来50年内，有可能实现商用。托卡马克装置的启动和运行，需要巨大的能量，甚至要使用一座核电站的功率，来支持一台托卡马克装置的启动，目前实验室已经实现Q=输出功率/输入功率>1，这是可控核聚变技术中的一个临界点。
为什么可控核聚变那么难？
核聚变反应是指两个较轻元素变成一个重元素，由于质量亏损释放出巨大能量的过程，在此过程中，两个较轻元素的质量得大于聚变后的重元素，所以聚变只能到铁元素。
但目前利用核聚变反应释放出巨大能量的爆炸过程都是在一瞬间发生的，根本无法控制，要想将这种巨大能量用作人类社会生活中，必须要对这种反应加以控制，即“可控“核聚变。
可控核聚变的原理依然是核聚变反应，只不过是利用某种方式使它发生的核聚变反应变成可控的、安全的，比如太阳内部氢元素核聚变反应释放出大量能量的过程，就是可控核聚变反应，已经持续进行了50亿年，所以可控核聚变也被称为“人造太阳”，能够用来解决目前世界上的能源问题。
可控核聚变的难点在哪？
可控核聚变的难点：第一：安全，如果控制不住，发生猛烈反应，就是不可控，会给社会带来灾难！第二：反应需要超高温，几百万度的高温，所有容器都被熔化了，所以没有一个容器能装下反应物，现在的方法是运用磁约束，把反应的正负离子，又叫等离子体，约束在空中，不接触任何容器，我国的环流器一号就是这个原理。
可控核聚变到底是什么?究竟有多难实现?
是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳，因为太阳的原理就是核聚变反应。
（核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境）人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出。
详细内容
地球上的能量，无论是以矿石燃料，风力，水力还是动植物的形式储存起来的，最终的来源都是太阳：矿石燃料是由千百万年前的动植物演变而来的，而动植物（无论是今天的还是以前的）的能量最终是要来源于食物链底端的植物的光合作用所储存的太阳能；风的起因是由于太阳对大气的加热造成的冷热不均；
水力的势能一样要靠太阳的加热使处于低平位置的水体蒸发，上升，再以降水形式被“搬运”到较高位置，从而形成势能。因此，无论人类利用这其中哪一种能源，归根结底都是在利用太阳能，而太阳的能量则是来源于核聚变；
因此，人类如果掌握了有序地释放核聚变的能量的办法，就等于掌握了太阳的能量来源，就等于掌握了无穷无尽的矿石燃料，风力和水力能源，一些人鼓吹的现代工业将因为没有能量来源而走向灭亡的观点也就破产了。
可控核聚变的实现难点是什么？
可控核聚变，需要把聚变材料束缚在装置内，使之达到上亿度的温度，然后发生聚变反应释放能量，并且实现稳定输出。
目前实现可控核聚变的方式有两种，一是超强激光束进行能量聚焦，二是托卡马克装置。
激光方面美国的技术最先进，但还是远远达不到商用可控核聚变的程度，该技术需要使用尽可能多的激光束，把能量聚焦到一个点上，每个方位的能量输入不能有偏差，这点难度就非常高，而且强激光对光学设备的要求极高。
而托卡马克装置，在技术上稳步进展，国际上已经能实现输出能量大于输入能量的水平，我国的“人造太阳”也达到了较高的水平。
但是托卡马克装置还存在很多技术瓶颈，距离商用还有很长的距离，比如以下两个难点：
第一壁
可控核聚变主要用到氘核与氚核聚变，反应方程式为：
3H+2H→4He+n，ΔE=14.6MeV;
原子在高温下将成为等离子态，利用磁场可以把原子核与电子分离出来，等离子电浆在托卡马克装置中被束缚；但是反应产物中子不带电，高能中子会频繁撞击内壁，造成内壁物质不可逆转的改变。
虽然等离子体被磁场束缚，但是内壁温度还高达1000℃，在等离子体解体时，内部温度高达3000℃；如果没有应对这种极端条件的材料，频繁更换内壁将是很麻烦的事。
超导材料
托卡马克装置的关键，就是需要利用超导体来制造强磁场，磁场越强束缚高温等离子体的能力越强，目前的超导材料需要在130K温度附近实现。
一边上亿度的超高温等离子体，一边需要保持零下100多摄氏度的超导体，如何把两个系统长时间放到一起稳定运行是一大难点，而且核聚变的中子无法100%隔离，高能中子还会损害超导线圈。
目前期望的解决途径，就是常温超导体，利用常温超导体能大大降低超导系统的复杂程度，但是常温超导体的研制，还没有突破性进展。
除了以上两点，氚元素的来源、磁束缚时间、能量控制、产物导流等问题都有待攻克。
可控核聚变还需多少年？
有一句话叫作可控核聚变离成功永远有50年。
现在最有可能实现可控核聚变的就是托马斯克装置，然而托马斯克核聚变装置里面是高达几千万度的高温，离我们可能不止一百年的差距。
一个文明，特别是现代文明的发展与所能够利用的能源是息息相关的，而可控核聚变技术只需要100吨的氦三就可以满足全人类一年的能源需求，也就是说对于现阶段的人类而言，能源将会取之不尽用之不竭。因文明发展所带来的一切环境问题将会迎刃而解。
比可控核聚变更高级的是：戴森球。
戴森球被视为第二宇宙文明实现的标志，其技术难度远非可控核聚变能比，所以我们还是安心搞自己的可控核聚变要实际一些。简单一点来讲，就是轻元素合并成重元素并释放出能量的过程。要促使这种合并发生，首先必须要使温度达到一定的高度，在高温状态下，原子的核外电子与原子核发生脱离，物质不再是我们所熟悉的三态，而是会变为等离子态。
失去了电子的包裹，原子核就可以进行合并了，但这种合并在常规状态下是不可能实现的，因为同性相斥，原子核都是带正电的，两个带正电的原子核只能够相互排斥，不可能相互合并。要让原子核合并只有一个办法，就是让原子核高速运动，让速度高到足以抵消排斥力，使原子核撞在一起。
太阳中心的温度也不过2000万摄氏度，那是因为太阳内部有着极高的压力，而在地球上是没有这么大的压力的，所以我们只能在温度上下功夫。然而反应温度并不是难点，难点在于用什么东西来盛装反应物。要知道，熔点最高的物质就是五碳化四钽铪，熔点为4215摄氏度，而可控核聚变反应温度远高于此。
唯一的办法就是让核聚变反应不与任何物质相接触，用磁场或惯性来进行约束，目前国际上的可控核聚变研究也都是基于这两个方向。
